什么是虚电路分组交换网

什么是虚电路分组交换网

虚电路 Virtual Circuit

虚电路是在分组交换散列网络上的两个或多个端点站点间的链路。它为两个端点间提供临时或专用面向连接的会话。它的固有特点是，有一条通过多路径网络的预定路径。提前定义好一条路径，可以改进性能，并且消除了帧和分组对头的需求，从而增加了吞吐率。从技术上看，可以通过分组交换网络的物理路径进行改变，以避免拥挤和失效线路，但是两个端系统要保持一条连接，并根据需要改变路径描述。图V－2示意了局域网用户和远程地点之间的虚电路。注意，这个虚电路如何为用户A跨越这个局域网连接、网桥／路由器间的多路复用链路、分组交换网络以及穿越分组交换网络的链路。

具有永久性和交换型的虚电路如下所述：

□永久性虚电路（PVC）是一种提前定义好的，基本上不需要任何建立时间的端点站点间的连接。在公共－长途电信服务，例如异步传输模式（ATM）或帧中继中，顾客提前和这些电信局签订关于PVC的端点合同，并且如果这些顾客需要重新配置这些PVC的端点时，他们就必须和电信局联系。

□交换型虚电路（SVC）是端点站点之间的一种临时性连接。这些连接只持续所需的时间，并且当会话结束时就取消这种连接。虚电路必须在数据传送之前建立。一些电信局提供的分组交换服务允许用户根据自己的需要动态定义SVC。

SVC和PVC通常在有关公用数据网的文章中进行讨论，虽然有围绕一些技术（例如ATM）建立了室内交换网络的机构可以提前定义PVC以减少网络开销。对于电信服务，顾客通常需要为PVC交付初装费用，然后按月或按分组进行交费。SVC和拨号电话呼叫相比，PVC对应为两点之间的专用租用电话线路。

在ATM环境，在端点站点之间的逻辑连接称为虚拟信道（VC）。虚拟路径（VP）是一个或多个VC通过一个散列网络到达相同目的地的一条定义好的路径，虽然每个VC可以连接到不同的端系统或在这个目的地的应用处理。可以将VP想象为包含一束电线的电缆，如图V－3所示。在这个比喻中，该电缆将两点和此电缆连接端系统内的独立电路相连。它的优点是，共享穿越网络的相同路径的连接被组织在一起，并使用相同的管理功能。如果已经建立了VP，就可以很轻易地增加新的VC，这时因为已经完成了定义穿越这个网络路径的工作。另外，如果这个网络为了避免拥挤或失效的线路而需要改变一条路径时，所有为这个VP建立的VC都被定向到这个新的路径。

PVC是在帧中继环境中传统的连接方式，虽然1993年末SVC被支持加入这个规范。PVC具有特定服务特点。在与提供商建立了服务时，就定义PVC和这里列出的服务特点。这个链路的服务特点：承约信息大小（committed burst size）、承约信息率（committed information rate）、过量信息大小（excess burst size）和帧大小（frame size）。它们是在协商时定义的。

□承约信息大小（CBS）是网络提供商同意在时间间隔内的正常网络状态进行传输的最大数据（按位）的数量。

□承约信息率（CIR）是网络提供商同意的在一个PVC的正常网络状态期间传输CBS承约数据的传输率。

□过量信息大小（EBS）是最大允许的超出CBS的未承约数据（按位）的数量，这个网络将试图在一个时间间隔期间传送它们。EBS数据将在网络拥挤期间被网络按照可抛弃数据对待。

□帧大小是传送顾客数据穿越分组交换网络的帧的体积。

 

虚电路分组交换网
1、 组网原理分组交换网一般由分组交换机、网络管理中心、远程集中器、分组装拆设备、分组终端/非分组终端和传输线路等基本设备组成。

分组交换机功能：

提供网络的基本业务：交换虚电路和永久虚电路，及其他补充业务，如闭和用户群，网路用户识别等。在端到端计算机之间通信时，进行路由选择，以及流量控制。能提供多种通信规程，数据转发，维护运行，故障诊断，计费与一些网络的统计等。

网络管理中心（NMC）

网络配置管理与用户管理，日常运行数据的收集与统计。路由选择管理，网路监测，故障告警与网路状态显示。根据交换机提供的计费信息完成计费管理。

远程集中器（RCU）允许分组终端和非分组终端接入，有规程变换功能，可以把每个终端集中起来接入至分组交换机的中、高速线路上交织复用。

分组装拆设备（PAD）将来自异步终端（非分组终端）的字符信息去掉起止比特后组装成分组，送入分组交换网。在接受端再还原分组信息为字符，发送给用户终端。随着分组技术的发展，RSU与PAD的功能已没什么差别。

分组终端/非分组终端（PT/NPT）分组终端是具有X.25协议接口，能直接接入分组交换数据网的数据通信终端设备。它可通过一条物理线路与网络连接，并可建立多条虚电路，同时与网上的多个用户进行对话。对于那些执行非X.25协议的终端和无规程的终端称为非分组终端，非分组终端需经过分组装拆设备，才能连到交换机端口。通过分组交换网络，分组终端之间，非分组终端之间，分组终端与非分组终端之间都能互相通信。

传输线路是构成分组数据交换网的主要组成部分之一。目前，中继传输线路有PCM数字信道，数字数据传输，也有利用ATM连接及其卫星通道。用户线路一般有数字数据电路或市话模拟线。

2、组交换网协议

分组交换技术源于数据通信，特别是计算机通信的需要。数据通信的特点一是业务的突发性，二是高度的可靠性要求，而对于实时性的要求却不很严格。寻求一种适合于此特点的高效而经济的数据通信方法的关键在于如何解决通信资源的共享问题，分组交换被公认为是满足这一需求的最佳技术，它取代电路交换，成为数据通信领域的主导交换方式。其可靠性则是由一系列的协议予以保证的。

从概念上看，一个分组数据通信系统由终端用户、分组交换网和协议组成。其中，终端用户可以是计算机或一般I／O设备，它们具有一定的数据处理和发送、接收数据的能力，通常称为数据终端设备(DTE：Data Terminal Equipment)。分组交换网又称为通信子网，由若干个分组交换机(常称为节点机)和连接这些节点的通信链路组成。协议可分为接口协议和网内协议2种。所谓接口协议是指DTE和交换网之间的通信规程，相当电信网中的UNI协议；网内协议是指各节点机之间的通信规程，即NNI协议。

为了实现各种终端用户和不同的分组交换网之间的自由连接，接口规程必须标准化，这就是著名的CCITT X.25协议。这里需要说明一点，X.25文本上说明的都是DTE和数据电路终接设备(DCE：Data Circuit-terminating Equipment)之间的接口，这里DCE指的是DTE-DTE远程通信传输线路的终接设备；在物理上，如果传输线路是模拟通道，DCE就是MODEM；如果是数字通道，DCE就是多路复用器或数字信道接口设备。它们提供信号变换、适配和编码功能，和DTE 同属于用户设施。但是在功能结构上，DCE属于网络部分，是分组交换机或集中器的延伸。因此我们通常都说X．25是DTE和公用分组交换网的接口协议，这和DTE-DCE接口协议的说法是完全一致的。

X.25建议是以加拿大DATAPAC公用分组网的有关标准为基础于1976年提出来的，其最初版本既提供虚电路服务，也提供数据报服务。但是在1984年版本中，已取消数据报服务。因此，目前公用分组网络终端用户的标准接入采用的都是虚电路方式。用户接口的标准化要求终端用户设备具有X.25协议处理能力，这样的标准终端称之为分组终端(PT)。可是实际上，在X.25建议提出来之前已经存在许多数据终端，它们有其自己的通信规程，我们将其称为“用户协议”，具有非标准用户协议的终端称为非分组终端(NPT)。NPT接入分组网必须经过协议转换，将各种特定的用户协议转换为标准的X.25协议，将用户发出的数据装配成X.25格式的分组，完成该协议转换的设备称之为分组装拆设备(PAD：Packet Assembler／Disassembler)。PAD可以是一个独立的设备，放在用户端或局端；也可以设计为分组交换机的一个内部功能，这样的分组交换机可以直接支持用户协议的接入。利用PAD不但可以实现同种用户协议NPT经由公用分组网的互相通信，还可以实现不同用户协议NPT的互相通信，为异种计算机的互连通信提供了可能。

NPT类型虽然很多，但多数均为字符方式终端，它们能够发送和接收起止式字符，采用异步通信方式，因此常称之为异步终端，CCITT专门为适配这类NPT的PAD制定了一组建议，即X.3／X.28／X.29，常称为3X建议。其中，X.3描述PAD功能及其控制参数，通过参数选择可使PAD适配不同的异步终端；X.28描述PAD到本地字符型终端的协议；X.29描述PAD到远端分组型DTE之间的协议。如果远端DTE也是字符型终端，则X.29描述的是PAD至远端PAD之间的协议。

分组交换网内部协议没有统一的国际标准，由各个厂商自行规定。CCITT定义了分组交换网国际互连时网间接口的X.75建议，许多公司都在X.25或X.75的基础上作少量修改或增补作为其网内协议。但是，在同一个网络中通常只采用一种协议。网内协议的基本要求是确保高效的数据传送和交换以及一定的网络管理功能。

上述3类协议在分组通信系统中的位置及相互关系如图1所示。

3、分组交换网的特点

分组交换网具有如下特点：

（１） 分组交换具有多逻辑信道的能力，故中继线的电 路利用率高；

（２） 可实现分组交换网上的不同码型、速率和规程之间的终端互通；

（３） 由于分组交换具有差错检测和纠正的能力，故电路传送的误码率极小；

（４） 分组交换的网路管理功能强。

分组网提供可靠传送数据的永久虚电路（PVC）与交换虚电路（SVC）基本业务，以及众多用户可选业务，如闭合用户群、快速选择、反向计费、集线群等。另外，为了满足大集团用户的需要，还提供虚拟专用网（VPN）业务。从而用户可以借助公用网资源，将属于自己的终端、接入线路、端口等模拟成自己专用网并可设置自己的网管设备对其进行管理。

由于分组网采用动态复用方法可提高信道的利用率，简化物理接口（一条物理线可支持多条虚电路），且能使不同速率的终端相互通信，也为分布式处理创造条件。

分组网最初设计主要建立在模拟信道的基础上工作的，由于其信道质量较差，所以其协议在克服信道差错方面考虑周全，处理比较复杂，从而网络迟延较大，另外它提供的用户端口速率一般小于等于64KB/S。

分组网主要适用于交互式短报文，数据传输速率在64KB/S以下，网络的分组平均迟延允许达１秒左右的场合。例如，金融业务、计算机信息服务、管理信息系统等，但它不适用于多媒体通信。另外用分组网传送TCP/IP协议的IP包传输效率不太高。

分组网在适应不断发展的新技术与新业务时有如下问题：

我国分组网当前最大的端口速率为64kb/s，不能满足专线速率为10Mb/s、100Mb/s局域网互连的需要。

分组网的网络平均传送迟延为700ms 左右，如再加上两端用户线的迟延，用户端的平均迟延可达秒级并且迟延变化较大，比帧中继的迟延要高。

局域网所用的TCP/IP协议通过分组网进行传送时效率低。这是因为IP包的长度比X.25分组的长度大得多，要把IP分割成多个块封装于多个X.25分组内传送，并且IP包的字头可达26个字节，开销较大。

分组网很难支持多媒体通信。